电子束、电阻蒸发系统

一 设备技术要求：

可以用于蒸镀半导体、金属膜，纳米级单层及多层功能膜。

1、真空室：

1.1、真空室内腔尺寸：500×500×750mm

1.2、真空室材料：整个真空室采用 SUS304 不锈钢材料制造，内表面抛光，外表面喷丸处理；极限真空度高。

1.3、真空室结构：真空室四周配有不锈钢防污染屏蔽板（提供两套、一套备用）；前开门后置抽气系统结构，四壁壳体外壳水冷，采用不锈钢水冷槽通水冷却。

1.4、观察窗：Φ100mm观察窗2个，观察窗内有遮挡活动板，配有两套防辐射射玻璃（一套备用）。

1.5、CF35陶瓷封接引线法兰：2个（照明及内烘烤引线1个、预留空置6芯电极法兰1个）

1.6、晶振膜厚仪接口1个

2、工件架旋转与烘烤：

2.1、采用调速电机调节转速、磁流体密封；3 到 60rpm 无级调速，

2.2、样品托盘尺寸分别为：采用悬挂式结构按放样品各一套，详细可参考加工图纸与贵方确认后再加工。

2套盘的开孔尺寸按买方需求由乙方设计并加工，双方协议。

2.3、样品台采用液氮冷却。

2.4、基片与蒸发源之间距离550～650mm可调，由腔外电动波纹管调节机构在线控制；

3、等离子体发生器

3.1、离子轰击：轰击电压3000V,电流160mA及以上。可清洗样品表面。

3.2、配轰击铝棒1根

3.3、配套质量流量计一套。

4、蒸发源：

电子束蒸发源：

4.1、用超高真空E型电子枪；

4.2、270°E型电子枪及高压电源，电子枪功率0--8KW可调；

4.3、电子枪阳极电压：8kv、10 kv；两挡

4.4、电子束可二维扫描调节，最大扫描正负15mm（X，Y）；

4.5六工位水冷式电动坩埚；每穴容积11-22ml                           

4.6、可调角度气动控制蒸发挡板，采用磁流体密封；

4.7、电子枪配有触摸屏，可远控；

4.8、带有高压灭弧自动复位功能。

电阻蒸发源：

配备一套电阻蒸发源，含一套2KW数字式蒸发电源。

★5、真空抽气系统

5.1、复合分子泵与控制电源：可达6.0×10-5Pa，真空漏率≤10-7Pa.l/s，真空室从大气到抽到≤6.0×10-4Pa，小于40min。

5.2、分子泵与真空室连接采用DN250气动挡板阀门；

5.3、机械泵和分子泵连接采用不锈钢金属波纹管；

5.4系统漏率：系统停泵关机12小时后，真空室的真空度≤10Pa。

6、膜厚控制：

采用石英晶体振荡膜厚控制仪

◇用于监控镀膜蒸发速率及控制膜层物理厚度

◇配单个水冷探头

◇监测膜厚显示范围：0～99μ9999Å

◇厚度分辨率：0.1Å

◇速率显示分辨率：  0～9999.9 Å

◇控制精度：        0.1 Å

◇可与电子枪联动，自动镀膜。

 

7、真空测量系统：

复合数显真空计                               

热偶规： 1.0x103Pa ---1.0x10-1Pa                              

电离规：（CF35刀口法兰） 1.0x10-1Pa ---1.0x10-5Pa

8、水冷系统

配备水冷循环系统：满足设备需求（功率大于2kW）

9、其他：

9.1不锈钢紧固螺栓、螺母、垫片等              

9.2产品相关的金属密封铜圈及氟橡胶密封圈     1套

9.3电子枪灯丝                  5           

9.4坩埚                           10            

9.5 配一套质量流量计，用来控制工艺气体通断。

 

二 主要技术性能指标

2.1系统结构原理

该系统为单真空室配置，真空室尺寸500×500×750mm³（根据设计需要适当调整），腔体采用304不锈钢加工而成，内表面抛光，外表面喷丸处理。为便于实验操作采用侧开门形式，抽气口后置，门上配备玻璃观察窗（含防污染挡板），考虑到设备清理及维护的需要，真空室上盖可开启，镀膜过程在该真空室内完成。同时考虑到系统拓展需要，预留所需法兰接口。

电子枪及蒸发电极安装在真空底板上。电子枪选用功率为8KW、六工位水冷坩埚E型电子枪。

基片架采用焊接波纹管+磁流体结构，样品托采用拱形结构，最大直径为350mm，蒸距450-550 mm可调，利用焊接波纹管变形获得。基片转速度3-60转/分，可控可调（步进电机控制）。效果图如下所示：

此外样品台可旋转，可加液氮冷却。

2.2 真空获得原理

真空获得系统采用分子泵+机械泵机组来实现：利用涡轮分子泵作为主泵，机械旋片泵作为预抽+前级泵对真空室抽气

 

真空度控制通过和主泵相连的挡板阀来实现，各种阀门均采用超高真空阀门辅以金属密封；管道及接

口采用精密不锈钢管、压制波纹管制作而成。

三 沉积系统

3.1电子枪

如图3所示:

 

本设备配套电子枪的优点：

1、是仿日本焦耳电子枪可与焦耳电子枪性能相当。

2、能量分布均匀，束斑小，垂直入射，电子枪不挖坑，基本上平面整体蒸发，光斑直径￠5-￠25可调，扫描方式方形、圆环、圆面可设，并可记忆16位坩埚扫描频率、幅度大小、扫描方式及斑点位置。对操作者依耐性减少，使产品的重复性得到比较大的改善。

3、 X Y频率高，能高速扫描，10---250HZ。

4、各单元为分体式方便维修和检查。

扫描电源优点：

1采用国内先进技术智能手操器，通过串行总线I2C与扫描主机连接，运行安全可靠；能控制束斑 束流 坩埚 挡板等。

2能与计算机通讯，并有RS232（或RS485）通讯接口，对镀膜设备实现自动控制起到重要作用。

3束斑位置记忆，在人工模式下能对束斑位置及大小，频率 波形模式 16位坩埚记忆功能。

4环行面积密度可选择1---20条，X方向的上下电流可设置，从而保护光斑不打到坩埚上面。

5偏磁方式：改进型永久磁铁减少扎坑现象，可以使电子束以垂直角度入射蒸镀膜料，及增加蒸发膜料的使用面积，并使膜料更加均匀的蒸发。

高压优点：

1单独的高压柜，采用日本焦耳电源控制方式，保证安全可靠。

2电源仪器可用于50HZ 60HZ的电源；采用移相触发器控制方式，适用于阻性 感性负载，变压器一侧。

3控制装置有过流 过热 SCR保护功能，具有软启动 软关断功能，减少对电网的冲击干扰。

4 高压具有恒流恒压功能，在空载与加负载时功率不变，对镀膜起非常重要作用。

3.2 电阻蒸发系统

系统配备一套水冷蒸发电极，如下图所示，蒸发电源电压5、10V可选，电流250A，最大输出功率2Kw，配备数显电流表；

此外蒸发源配备自动控制挡板：1套；

 

3.3 膜厚控制

系统配备石英晶振膜厚控制仪一套，含水冷探头1只。用于在线监测制备膜层厚度以及膜层沉积速率等。

3.4 低温旋转样品台（选配。标配采用加热旋转样品台）

系统配备一套液氮冷却转台，转台示意图如下：

 

3.5 预留接口

为拓展真空室功能，可以按照使用方的要求预留各种接口法兰。